卫星信道仿真的演变

早期发射的卫星,主要应用于遥感、通信、气象、测绘等领域,卫星数据的下传、卫星遥测遥控等均通过大型或较大型的抛物面天线实现,由于卫星地面站位置较为偏僻,且早期的无线电背景噪声较低,干扰小,因此整体上卫星与地面站之间的通信链路非常好。


卫星信道仿真的演变



此时,最简单的仿真模型可以使用莱斯(Rician)模型,表示卫星与地面站具有直视径(LOS),但受一定的瑞丽(Rayleigh)衰落特性影响。


研究人员根据卫星信号带宽的宽窄及应用场景,对卫星信道模型进行了相应的改进,产生了窄带单状态模型模型Loo、Corazza、Hwang、Suzuki和Abdi以及多状态的Lutz、ITU681遮蔽模型以及基于Markov的多状态模型(3状态、5状态或者6状态);宽带卫星信道模型:德国航空研究中心的城区/乡村和郊区信道模型;3GPP38811的TDL-A/B/C/D/E/F模型。


单状态窄带Loo卫星信道模型:


卫星信道仿真的演变


卫星信道仿真的演变

多状态窄带Lutz卫星信道模型:


卫星信道仿真的演变


卫星信道仿真的演变


随着6G时代的到来,地面终端越来越小,虽然应用的主要场景还是在野外地面通信不易到达的地方,但因为终端的小型化,地面终端与卫星间的信道不再是单纯的空间信道,而是会有地面各个方向反射、散射等信号到达地面终端。因此,单纯的考虑大尺度衰落已无法真实反应空间信道特性。


此时,除了要考虑空间传输中的大尺度衰落,大气、雨衰等特性外,还需要考虑模型测试的小尺度衰落问题。3GPP组织给出的小尺度解决方案包括:


3gpp-38811协议CDL模型:


卫星信道仿真的演变

3gpp-38811协议TDL模型:

卫星信道仿真的演变

坤恒顺维DMT软件(Dynamic Model Toolkit)可以实时动态仿真卫星与地面通信的大尺度衰落、时延、多普勒参数,结合小尺度模型,可以有效仿真6G通信中的无线信道特性,为卫星、地面站、终端各类产品公司提供星地的无线信道仿真。


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